DE2745550A1

DE2745550A1 - DEVICE FOR CONTROLLING AREA AIRCRAFT OF THE DUCK OR TANDEM TYPE

Info

Publication number: DE2745550A1
Application number: DE19772745550
Authority: DE
Inventors: Hans U Farner
Original assignee: FARNER HANS U
Current assignee: Canard Aviation Ag 8636 Wald Ch
Priority date: 1976-10-11
Filing date: 1977-10-10
Publication date: 1978-04-13
Also published as: CH610257A5

Abstract

The aircraft, which is provided with in each case one mainplane (3, 6) arranged in front of and behind the aircraft centre of gravity and producing lift continuously, has two profiled struts (7) as lateral stabilisers, which are arranged in a V-shape and are at the same time used for supporting the rear mainplane (6). The aircraft is controlled about the lateral axis by displacing the aircraft centre of gravity in the aircraft longitudinal direction, by displacing the weight of the pilot (2) in the aircraft longitudinal direction. <IMAGE>

Description

Vorrichtung zur Steuerung von Flächenflugzeugen des Enten-Device for controlling fixed wing planes of the duck

oder Tandemtyps Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern von Flächenflugzeugen des Enten- oder Tandemtyps mit mindestens je einer vor und hinter dem Flugzeug-Schwerpunkt angeordneten, dauernd Auftrieb annähernd in Richtung der Hochachse des Flugzeugs liefernden Tragfläche, wobei der Abstand des Flugzeug-Schwerpunkts gegenüber mindestens einer der Tragflächen veränderbar ist.or tandem type The present invention relates to a device for controlling fixed wing aircraft of the duck or tandem type with at least one in front of and one behind the aircraft center of gravity, continuously Lift approximately in the direction of the vertical axis of the aircraft-delivering wing, wherein the distance between the aircraft's center of gravity and at least one of the wings is changeable.

Es ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern von Flächenflugzeugen des Enten- oder Tandemtyps bekannt (US-PS 4,010,920). Hierbei wird der Abstand mindestens einer Tragfläche gegenüber dem Flugzeug-Schwerpunkt dadurch verändert, dass diese Tragfläche vom Flugzeug-Schwerpunkt weg oder zu diesem hin verschoben wird. Eine solche Vorrichtung erlaubt somit die Steuerung der Bewegung des Flugzeugs um seine Querachse.It is a method and apparatus for controlling fixed-wing aircraft of the duck or tandem type is known (US-PS 4,010,920). Here the distance is at least a wing with respect to the aircraft's center of gravity changed in that this Wing is moved away from the aircraft center of gravity or towards this. One such a device thus allows the movement of the aircraft to be controlled Transverse axis.

Bei kleineren und leichter gebauten Flächenflugzeugen, insbesondere bei motor losen Flächenflugzeugen, stellt die beweglich angeordnete Tragfläche eine verhältnismässig aufwendige und auch das Gesamtgewicht des Flugzeugs ungünstig beeinflussende Lösung dar. Bei solchen Flugzeugen ist es deshalb vorteilhafter, nicht eine Tragfläche beweglich gegenüber dem Flugzeugrumpf anzuordnen, sondern umgekehrt den Abstand des Flugzeug-Schwerpunkts von dieser Fläche durch Verschiebung der Lage des Flugzeug-Schwerpunkts zu ändern. Eine solche Lösung bietet sich insbesondere bei den erwähnten Leichtflugzeugen an, da bei diesen das Gewicht des Piloten einen verhältnismässig grossen Anteil des Fluggewichts ausmacht, so dass dann eine Aenderung der Lage des Flugzeug-Schwerpunkts erreicht wird, wenn der Abstand des Schwerpunkts des Piloten gegenüber dieser Tragfläche verändert wird. Solche, als motorlose Flächenflugzeuge gebaute Flugzeuge sind bekannt und werden als Drachen, Deltaflügler oder Hängegleiter bezeichnet. Diese bestehen praktisch nur aus dem Tragwerk und einer Einrichtung zur Aufnahme des Piloten, während der Rumpf, das Leit- und Steuerwerk sowie das Fahrwerk weitgehend entfallen. Der Pilot hat somit das Flugzeug ohne irgendwelche weitere Hilfsmittel durch Laufen zu starten, während das Landen ebenfalls auf den Füssen erfolgt. Die Steuerung eines solchen Flugzeugs um die verschiedenen Flugzeugachsen erfolgt dadurch, dass der Pilot sein Gewicht entsprechend zu verlegen hat; die Steuerbarkeit ist jedoch sehr beschränkt.In the case of smaller and lighter wing aircraft, in particular In the case of non-motorized fixed-wing aircraft, the movably arranged wing represents a relatively complex and also adversely affecting the total weight of the aircraft Solution. In such aircraft, it is therefore more advantageous not to use a wing movable relative to the aircraft fuselage, but vice versa the distance of the aircraft's center of gravity from this area by shifting the position of the aircraft's center of gravity to change. Such a solution is offered in particular in the case of the light aircraft mentioned because the weight of the pilot is a relatively large part of these of the flight weight, so that then a change in the position of the aircraft's center of gravity is achieved when the distance from the pilot's center of gravity to this wing is changed. Such aircraft constructed as non-motorized fixed-wing aircraft are known and are referred to as kites, delta wings or hang gliders. These exist practically just off the structure and a facility for receiving it of the pilot, while the fuselage, the tail and control unit and the landing gear are largely omitted. The pilot thus has the aircraft without any further aids start by running, while landing is also done on the feet. the Such an aircraft is controlled around the various aircraft axes by that the pilot has to shift his weight accordingly; the controllability is but very limited.

Ausser der beschränkten Steuerbarkeit sind auch die Flugleistungen eines solchen Flugzeugs oder Gleiters beschränkt. Es können praktisch nur Gleitflüge einem Hang entlang ausgeführt werden, da der Gleitwinkel mit etwa 1:5 bis 1:10 verhältnismässig ungünstig ist. Zudem bietet der Pilot praktisch seine gesamte Körperfläche dar, so dass auch der Luftwiderstand entsprechend gross ist. Der Einsatz solcher Flugzeuge kann zudem bei grösseren Windgeschwindigkeiten mit erheblichen Unfallgefahren verbunden sein, so dass schon bei verhältnismässig kleinen Windeschwindigkeiten der Einsatz solcher Flugzeuge einzustellen ist.In addition to the limited controllability, there are also flight services of such an aircraft or glider. Practically only gliding flights can be done be carried out along a slope, since the glide angle of about 1: 5 to 1:10 is relatively is unfavorable. In addition, the pilot offers practically his entire body area, so that the air resistance is correspondingly high. The use of such aircraft can also be associated with considerable risk of accidents at high wind speeds so that it can be used even at relatively low wind speeds such aircraft is to be discontinued.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Vermeidung der genannten Mängel an den bekannten motor losen Flächenflugzeugen eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so zu gestalten, dass eine wesentliche Verbesserung der Flugleistungen erreicht wird.The invention is based on the object of avoiding the above Defects in the known motor-less fixed wing aircraft a device of the opening mentioned type in such a way that a substantial improvement of the flight performance is achieved.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass als Seitenstabilisator zwei V-förmig angeordnete flächenförmige, profilierte Streben vorgesehen sind, die als Abstützung der - in Flugrichtung gesehen - hinter und über dem Schwerpunkt des Flugzeugs angeordneten Tragfläche an dem Flugzeugrumpf dienen.This object is achieved according to the invention in that as a side stabilizer two V-shaped planar, profiled struts are provided which as a support for - seen in the direction of flight - behind and above the center of gravity of the Aircraft arranged wing serve on the aircraft fuselage.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is described below with reference to one in the figures of the drawing illustrated embodiment explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht von hinten eines motorlosen Entenflugzeugs, Fig. 2 eine Seitenansicht des Entenflugzeugs nach Fig. 1 während der Startphase, Fig. 3 eine Seitenansicht wie in Fig. 2, jedoch unmittelbar nach der Startphase und Fig. 4 eine teilsweise Seitenansicht wie in Fig. 2, jedoch während des Gleitens.They show: FIG. 1 a view from behind of an engine-less duck plane, FIG. 2 shows a side view of the duck plane according to FIG. 1 during the take-off phase, 3 shows a side view as in FIG. 2, but immediately after the start phase and FIG. 4 is a partial side view as in FIG. 2, but while sliding.

Die Erfindung geht von der Ueberlegung aus, dass sie besonders günstig bei einem Flächenflugzeug des Ententyps anwendbar ist.The invention is based on the consideration that they are particularly cheap is applicable to a duck-type fixed-wing aircraft.

Das in den Figuren dargestellte Flugzeug weist einen Rumpf 1 zur Aufnahme des Piloten 2 auf. Am Rumpf 1 ist eine vordere Tragfläche 3 mittels eines in den Rumpf 1 übergehenden Arms 4 nicht bewegbar abgestützt. Die Tragfläche 3 liegt - in Flugrichtung gesehen - vor dem Flugzeug-Schwerpunkt 5, 5', während eine weitere Tragfläche 6 - in Flugrichtung gesehen - hinter dem Flugzeug-Schwerpunkt 5, 5' angeordnet ist. Die hintere Tragfläche 6 ist durch zwei V-förmig angeordnete profilierte Streben 7 am hinteren Teil des Flugzeugrumpfs 1 abgestützt. Wesentlich ist, dass die Streben 7 eine verhältnismässig grosse Profiltiefe aufweisen, etwa entsprechend der Flügeltiefe der hinteren Tragfläche 6. Durch diese von den Streben 7 gebildeten Flächen wird eine gute Kursstabilität des Flugzeugs gewährleistet. Da es im Hinblick auf eine gute Längsstabilität erwünscht ist, die hintere Tragfläche 6 wesentlich oberhalb der vorderen Tragfläche 3 anzuordnen, ergibt sich für die Streben 7 eine Doppelfunktion, nämlich eine Tragfunktion zur Abstützung der hinteren Tragfläche 6 einerseits und einer Seitenstabilitätsfunktion andererseits. Zudem übernehmen die Streben 7 mit ihrem Auftrieb einen Teil des Fluggewichts.The aircraft shown in the figures has a fuselage 1 for receiving of the pilot 2 on. On the fuselage 1 is a front wing 3 by means of an in the Body 1 overhanging arm 4 is not supported so that it can move. The wing 3 is - seen in the direction of flight - in front of the aircraft center of gravity 5, 5 ', while another Wing 6 - viewed in the direction of flight - arranged behind the aircraft center of gravity 5, 5 ' is. The rear wing 6 is formed by two profiled struts arranged in a V-shape 7 supported on the rear part of the aircraft fuselage 1. It is essential that the striving 7 have a relatively large profile depth, roughly corresponding to the wing depth of the rear wing 6. This area formed by the struts 7 is ensures good course stability of the aircraft. Since it is in view of a good longitudinal stability is desired, the rear wing 6 substantially above to arrange the front wing 3, there is a double function for the struts 7, namely a support function for supporting the rear wing 6 on the one hand and one Lateral stability function on the other hand. In addition, the struts 7 take over with their Buoyancy a part of the flight weight.

Um den Luftwiderstand des Piloten 2 zu verringern, ist es zweckmässig, wie dies in den Figuren dargestellt ist, den Piloten 2 in liegender Stellung im Flugzeugrumpf 1 unterzubringen. Eine sitzende Lage ist ebenfalls möglich.In order to reduce the air resistance of pilot 2, it is advisable to as shown in the figures, the pilot 2 in a lying position in To accommodate aircraft fuselage 1. A seated position is also possible.

Um auf ein Höhenruder verzichten zu können, wird der Pilot 2 im Flugzeugrumpf 1 längsbeweglich gelagert, damit durch Verschieben seines Gewichts das Steuern des Flugzeugs um die Querachse erreicht werden kann. Durch Verschiebung des Gewichts des Piloten 2 wird eine Verlagerung des Gesamt-Schwerpunkts innerhalb eines durch die beiden Extremlagen 5, 5' bezeichneten Bereichs erreicht, der für die Bewegung des Flugzeugs um die Querachse erforderlich ist. Damit der Pilot 2 sich leicht in Längsrichtung des Flugzeugrumpfs 1 bewegen kann, wird ein an einer Drehachse 8 schwenkbares Lagerbrett 12 vorgesehen, wobei die Drehachse 8 längs des Flugzeugrumpfs 1 innerhalb eines Bereichs auf zwei Schienen (durch Pfeile dargestellt) verschiebbar ist, der durch die beiden, in Fig. 3 und 4 dargestellten Extremlagen 8 und 8' gegeben ist.In order to be able to do without an elevator, the pilot 2 is in the aircraft fuselage 1 mounted longitudinally movable so that the control of the Aircraft can be reached around the transverse axis. By shifting the weight of the pilot 2 will shift the overall center of gravity within a through the two extreme positions 5, 5 'designated area reached for the movement of the aircraft around the transverse axis is required. So that the pilot 2 can easily get into Can move the longitudinal direction of the aircraft fuselage 1, a pivotable on an axis of rotation 8 Bearing board 12 provided, the axis of rotation 8 along the aircraft fuselage 1 within an area on two rails (shown by arrows) is displaceable, the is given by the two extreme positions 8 and 8 'shown in FIGS. 3 and 4.

Da zur Erreichung höherer Flugleistungen grössere Spannweiten erforderlich sind, ist aus Sicherheitsgründen eine Quersteuerung in Form von Querrudern 9 vorgesehen, die an den Enden der hinteren Tragfläche 6 angeordnet sind und die manuell vom Piloten 2 betätigt werden. Dies kann zweckmässig durch eine beidseits längs des Rumpfes 1 angeordnete Griffeinrichtung 13 erreicht werden, die zudem dem Piloten 2 dazu dient, sein auf der verschiebbaren Drehachse gelagertes Gewicht in Flugrichtung vorwärts oder rückwärts zu bewegen, um damit die Flugzeugbewegungen um die Querachse durchzuführen.Since larger spans are required to achieve higher flight performance are, for safety reasons, aileron control in the form of ailerons 9 is provided, which are arranged at the ends of the rear wing 6 and which are manually carried out by the pilot 2 are operated. This can expediently by means of one on both sides along the fuselage 1 arranged handle device 13 can be achieved, which also the pilot 2 to this serves, its weight mounted on the sliding axis of rotation in the direction of flight to move forwards or backwards to allow the aircraft to move around the transverse axis perform.

Durch die liegende Stellung des Piloten erreicht man einen kleinen Rumpfquerschnitt, und dementsprechend eine genügende Länge für die V-förmig, etwa in 30° geneigten Streben 7. Dadurch ergibt sich sowohl eine genügende Seitenstabilität und gleichzeitig wird die aus Gründen der Längsstabilität beim Ententyp erwünschte Hochlage der hinteren Tragfläche 6 erreicht.The lying position of the pilot achieves a small one Fuselage cross-section, and accordingly a sufficient length for the V-shaped, approximately in 30 ° inclined struts 7. This results in both sufficient lateral stability and at the same time that is desired for reasons of longitudinal stability in the duck type Reached the elevation of the rear wing 6.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Start trägt der Pilot 2 mit Hilfe einer nicht dargestellten Abstützung das Flugzeug, wobei er in einer im Rumpfboden 1 angeordneten Oeffnung steht, die durch Klappen 10 verschliessbar ist. Ebenso wird ein Teil der Kabinenhaube 11 weggeklappt. Der Pilot 2 beginnt nun auf einem leicht geneigten Hang zu laufen, bis er die Abhebegeschwindigkeit des Flugzeugs erreicht. Dann zieht er seine Beine ein und verstaut sie im hinteren Teil des Rumpfes (Fig. 3) und schliesst die Bodenöffnung durch die Klappen 10 und die Abdeckung 11. Während des Starts und der in Fig. 3 bezeichneten Lage verändert sich die Lage des Schwerpunkts 5 praktisch nicht, da die Bewegung des Piloten 2 um die Drehachse 8 erfolgt, welche etwa der Lage des Schwerpunkts des Piloten 2 entspricht.At the start shown in Fig. 2, the pilot 2 carries with the help a support, not shown, the aircraft, with it in one in the fuselage floor 1 arranged opening, which can be closed by flaps 10. Likewise will part of the canopy 11 folded away. The pilot 2 now starts on an easy to run on an inclined slope until it reaches the take-off speed of the aircraft. Then he pulls in his legs and stows them in the back of the trunk (Fig. 3) and closes the bottom opening through the flaps 10 and the cover 11. During the start and the position shown in Fig. 3 changes the position of the center of gravity 5 practically not, since the movement of the pilot 2 takes place around the axis of rotation 8, which corresponds approximately to the position of the center of gravity of the pilot 2.

Für den weiteren Flug kann der Pilot 2 sich mittels der Griffeinrichtung 13 in Längsrichtung des Flugzeugs verschieben und die Quersteuerung betätigen. Die Seitenstabilität wird durch die Streben 7 gewährleistet.For the further flight, the pilot 2 can use the handle device Slide 13 in the longitudinal direction of the aircraft and operate the aileron controls. the The struts 7 ensure lateral stability.

Durch die Kombination der durch die Streben 7 bewirkten Seitenstabilität mit dem Ententyp einerseits und in Verbindung mit der feinfühligen Steuerungsmöglichkeit um die Querachse und Längsachse andererseits erreicht man eine hervorragende Steuerbarkeit des beschriebenen Gleiters nach dem Ententyp. Durch die V-förmige Anordnung der Streben 7 spart man das Seitenruder und das entsprechende Gewicht sowie etwas Gewicht an der hinteren Tragfläche 6 durch Verminderung der freitragenden Flügelbreite.Through the combination of the lateral stability brought about by the struts 7 with the duck type on the one hand and in connection with the sensitive control option On the other hand, excellent controllability is achieved around the transverse axis and longitudinal axis of the described glider after the duck type. The V-shaped arrangement of the Strut 7 saves the rudder and the corresponding weight as well as some weight on the rear wing 6 by reducing the cantilevered wing width.

Zudem verbessert sich das Verhältnis der tragenden zur gesamten benetzten Fläche, welche Zahl als kennzeichnend für die aerodynamische Güte eines Flugzeugs gilt.In addition, the ratio of the load-bearing to the total improves wet Area, which number is indicative of the aerodynamic quality of an aircraft is applicable.

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Claims

Claims 1. Device for controlling fixed-wing aircraft of the duck or tandem type with at least one each in front of and behind the aircraft center of gravity arranged, permanent lift approximately in the direction of the Ilochachse of the aircraft delivering wing, the distance between the aircraft's center of gravity and at least one of the wings is changeable, characterized in that as a side stabilizer two V-shaped planar profiled struts (7) are provided, as a support - seen in the direction of flight - behind and above the center of gravity (5, 5 ') of the aircraft arranged wing (6) on the aircraft fuselage (1) are used.

2. Device according to claim 1, characterized in that the profile depth the struts (7) roughly equal to the wing chord behind the aircraft's center of gravity (5, 5 ') arranged wing (6).

3. Device according to claim 1, characterized in that the - in the direction of flight - the front wing (3) is not movably connected to the fuselage (1) is.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the area of the aircraft center of gravity (5, 5 ') arranged in the fuselage floor by flaps (10) closable starting opening is arranged.

5. Vcrrichtung according to claim 1, characterized in that in the aircraft fuselage (1) a pivot axis (8, 8 ') which can be displaced in the longitudinal direction of the aircraft and has a pivotable, with the pilot (2) connectable bearing board (12) is arranged.

6. The device according to claim 1, characterized in that in the aircraft fuselage (1) each side a handle device is arranged, which on the one hand the displacement of the pilot (2) and thus the aircraft center of gravity (5, 5 ') and on the other hand the Actuation of ailerons (6) are used on, behind and above the aircraft's center of gravity (5, 5 ') located wing are arranged.